我国电力系统规模逐年增大,相关电力设备的检修维护责任也越来越大。其中电力系统的关键组成部分变压器的工作状态直接关系着整个电力系统的稳态运行,所以对电力变压器的维护与检修十分有必要。使用人工定期对其进行检修存在检修不及时,检测结果不准确等关键问题,容易造成电力系统重大的安全隐患。电力变压器绝缘故障在线检测系统则显得尤为重要,通过气敏传感器对变压器油中溶解气体进行检测可以对变压器进行故障诊断,能准确的判断出变压器的运行情况。本文通过分析电力变压器结构的关键问题,对变压器油中溶解气体的油气分离关键技术、基于神经网络算法的传感器列阵技术气体检测技术、基于改良三比值法的油中气体分析与故障诊断三个关键技术进行研究,对本课题研究设计的电力系统变压器绝缘在线检测系统进行了理论研究和实践研究。(1)分析论证了变压器油中溶解气体产生的原因,通过原理分析对各气体浓度与变压器故障类型进行了匹配,再通过对比分析高分子分离膜的特性,选择PVDF材料制作的渗透膜,保证了变压器在线检测系统对油中溶解气体的有效分离。(2)针对变压器故障气体的检测存在的交叉检测现象进行分析,提出基于神经网络算法的传感器(MQ型系列气体传感器)列阵技术对油中溶解气体进行在线检测,通过实验验证了气体检测模块的检测精度符合标准。再通过改进的三比值法对变压器进行故障诊断确认故障类型,通过故障诊断实验证明使用改进后的方法能够有效提高故障诊断的准确性。(3)根据油气分离关键技术、基于神经网络算法的传感器列阵技术气体检测技术、基于改良三比值法的油中气体分析与故障诊断三个关键技术的理论实践研究对电力系统变压器绝缘在线检测系统进行了软硬件的设计。(4)将研制的变压器油中溶解气体在线监测装置应用在王村副井场地110KV和35kV变电站主变压器上进行试验验证,通过对比在线监测与离线监测的实验数据以及故障类型判断的准确性,来验证本装置的可信度。